在線除泡機的電氣設計

洛 春，鄒 森

(1.中電科風華信息裝備股份有限公司，山西 太原 030024；2.中國電子科技集團公司第二研究所，山西 太原 030024)

在線除泡機的電氣設計

洛 春1，鄒 森2

(1.中電科風華信息裝備股份有限公司，山西 太原 030024；2.中國電子科技集團公司第二研究所，山西 太原 030024)

自動化設備隨著生產(chǎn)自動化的發(fā)展而日趨成熟。為了不斷適應社會化大生產(chǎn)的要求，我們研制出國內(nèi)首臺在線除泡機，用于消除OLED貼附或OCA貼合時產(chǎn)生的氣泡，該設備的誕生填補了國內(nèi)自動除泡的空白，目前該設備市場前景廣闊，客戶好評不斷。

LCD；自動除泡；電氣設計

LCD(Liquid Crystal Display)——液晶顯示器由于其在功耗小、畫面效果好、應用范圍廣等多個方面的優(yōu)異表現(xiàn)[2]，再加上近年來相關技術的不斷發(fā)展成熟，已經(jīng)深入我們生活的各個方面。在現(xiàn)在工業(yè)化大生產(chǎn)的環(huán)境下，人工費用貴，大的生產(chǎn)廠家都轉(zhuǎn)向自動化設備，除泡機自動化也是關鍵設備之一。而其中電氣控制部分是關鍵技術之一，其優(yōu)劣決定產(chǎn)品的品質(zhì)和性能[1]及設備節(jié)拍。

隨著近年液晶產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對液晶生產(chǎn)設備的要求也越來越高，而除泡設備是LCD生產(chǎn)線中后道工序的必不可少的設備，主要用于排除液晶盒玻璃與偏光片之間的殘存氣體或OCA貼合后除泡，隨著液晶技術的不斷提高，除泡機運用更加廣泛。目前，除泡機有IN-LINE全自動除泡設備和OFF-LINE離線除泡設備兩種大的類型。在線式除泡機根據(jù)客戶需求節(jié)拍為5.5 s，因此在線式除泡節(jié)拍更快，自動化程度更高。

1 除泡機原理

自動除泡機用于消除OLED貼附或OCA貼合時產(chǎn)生的氣泡，機械手從上游設備抓取玻璃，將玻璃放置到加熱臺板上，腔體充氣，玻璃加熱使貼合膠層軟化，同時玻璃表面加壓，去除貼合過程中產(chǎn)生的微小氣泡，提高貼合效果。腔體充氣加熱除泡，結(jié)束后機械手從腔體中抓取玻璃放置于下游設備傳送帶。

2 除泡機結(jié)構(gòu)

工作腔體由兩個腔體組件組成，每個腔體組件有四層。

工作流程如圖1所示。周轉(zhuǎn)機械手從上游設備周轉(zhuǎn)平臺抓取玻璃放置周轉(zhuǎn)臺上，腔體1載物托盤伸出，下料機械手先將處理好的產(chǎn)品抓取放置在下料周轉(zhuǎn)平臺上供下游設備抓取，上料機械手從周轉(zhuǎn)臺上抓取產(chǎn)品放置在載物托盤上，根據(jù)工藝參數(shù)設置，重復此動作，直到載物托盤玻璃放置完畢。載物托盤退回腔體1鎖閉開始除泡；按照上述動作流程8個腔體順序循環(huán)動作，實現(xiàn)設備的自動運行。

圖1 除泡機結(jié)構(gòu)圖

3 控制系統(tǒng)組成

3.1 硬件設計

本著效率高，功能全的原則進行優(yōu)化設計、合理配置，并根據(jù)實際情況與當今自動化控制技術的發(fā)展要求，首先選用三菱Q系列PLC，作為整個控制系統(tǒng)的核心，采用雙基板，主從控制。選用相應伺服模塊、溫度模塊、AD模塊、I/O模塊、485模塊、CC-Link IE等。

圖2 硬件框圖

CC-Link IE模塊向CIM上報工作狀態(tài)，工藝參數(shù)等，同時接收CIM發(fā)送的指令，設備和上位機保持聯(lián)通，方便技術人員隨時了解設備狀態(tài)，方便指令下達。

伺服系統(tǒng)采用三菱L系列伺服驅(qū)動器、伺服電機，共計22軸，主要用于物料的搬運過程及工作托盤的運動，該部分決定了設備的生產(chǎn)節(jié)拍及設備穩(wěn)定性。

人機界面使用PROFACE的GP-4601T，設置和顯示相關工藝參數(shù)，機器參數(shù)，并進行相應的操作控制。

溫度控制采用三菱溫控模塊和熱電偶控制托盤溫度，溫控儀通過485通訊輔助監(jiān)控溫度，當溫度過高，在報警的同時，切斷加熱主回路硬件控制，確保產(chǎn)品、設備安全。該系統(tǒng)溫度均勻性在±2 ℃之內(nèi)。

3.2 軟件設計

按照硬件電路設計，軟件設計的基本思想是：1) 機械軸邏輯控制;2) 定位數(shù)據(jù)、除泡機參數(shù)通過觸屏上報PLC;3) 除泡托盤加壓、加溫精確控制;4) 通過CC-Link將設備及產(chǎn)品信息上報CIM，同時接收CIM指令。

首先設定各軸的取料位及下料位，保存到PLC，之后設定除泡過程參數(shù)，保存到PLC。以上數(shù)據(jù)都設有多個配方，適應不同尺寸和工藝的產(chǎn)品。

之后，如圖3所示，設備準備就緒，1腔托盤伸出等待上料，當收到前端設備可取料信號時，上料周轉(zhuǎn)X、Y軸運動到取料位，隨后上料周轉(zhuǎn)Z軸運動到取料位，取料成功后將產(chǎn)品運送到上料平臺，這時上料X、Z運動到上料平臺，取料成功將產(chǎn)品運送到托盤，如此反復直至按設定放滿托盤，托盤退回進行除泡流程。2腔托盤伸出，繼續(xù)上料，除泡，直到8腔全部上料結(jié)束。此時1腔除泡也已結(jié)束，1腔托盤伸出，下料軸開始下料，將產(chǎn)品運送到下料平臺后，下料周轉(zhuǎn)將產(chǎn)品取走，給下游。與此同時，1腔繼續(xù)上料，整個生產(chǎn)過程連續(xù)不間斷。在整個過程中，軸運動的邏輯關系相當關鍵，否則會造成撞軸當機。

圖3 工藝流程

4 結(jié)束語

本文主要就自動除泡機的結(jié)構(gòu)和電氣設計做了詳細闡述，自動除泡機的研制，很大程度上提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，并極大地降低了人力成本。目前除泡機正在向大尺寸，高節(jié)拍的方向發(fā)展，很多廠家都在向自動化轉(zhuǎn)型，都在了解和定制適應相應生產(chǎn)線的自動除泡機，因此在線除泡機在未來幾年里極具推廣價值，應用前景非常廣闊。

[1] 季旭東.反射式液晶顯示器件的新技術[J].光電子技術,2001，21(4)：259-266.

[2] 劉豹，唐萬生.現(xiàn)代控制理論[M].第3版.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[3] 應根裕，胡文波，邱勇,等.平板顯示技術[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[4] 陳靖.自動除泡機大尺寸腔體的設計與研究[J].2015(7):44-47.

The Electrical Design of Online Defoaming Machine

Luo Chun1, Zou Sen2

(1.FenhuaInformation-EquipmentCo.,Ltd，TaiyuanShanxi030024,China; 2.The2ndInstitute,ChinaElectronicsTechnologyGroupCompany，TaiyuanShanxi030024,China)

With the development of production automation，automation equipment is becoming more and more mature. In order to constantly adapt to the requirement of mass production, the article develops the first set of online auto defoaming machine, which is used to eliminate the OLED attached or the bubbles generated in OCA laminating. The birth of the equipment fills the gaps in domestic automatic defoaming field. At present, the equipment is with a wide prospect of market and with customer high praise.

LCD；automatic defoaming；electrical designing

2017-04-17

洛 春(1983- )，女，山西太原人，大學本科，在讀工程碩士，主要從事液晶電子專業(yè)生產(chǎn)設備的研發(fā)工作。

1674- 4578(2017)03- 0034- 02

TP23

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